Echte Sauerstoff-Lieferanten:
So funktioniert ein Baum
Im Baum ist ganz schön was los: Vom Blatt bis in die Wurzeln finden zahlreiche faszinierende Prozesse statt. Kein Wunder, schließlich ist ein Baum Zuckerfabrik, Sauerstoffproduzent und Klimaanlage in einem.
Wie weit kann ein Baum in seinen inneren Leitungsbahnen Wasser transportieren? Und wie war das noch mal genau mit der Fotosynthese? Wir werfen einen Blick unter das Laubdach und erklären Dir, was in Blättern, Stamm und Wurzeln vor sich geht.
Die Produktion von Sauerstoff – lebenswichtig für Mensch und Tier
Während Mensch und Tier zum Leben Sauerstoff benötigen und Kohlenstoffdioxid (CO2) ausatmen, nehmen Bäume dieses CO2 auf und wandeln es in Verbindung mit Sonnenstrahlung und Wasser in Glucose und Sauerstoff um.
Warum? Der Baum benötigt Zucker, um Fette und Eiweiße für sein Wachstum produzieren zu können.
Schon gewusst? Der Sauerstoff, der bei der Fotosynthese entsteht, ist eigentlich nur ein „Abfallprodukt“.
Wie alle Lebewesen benötigt auch der Baum Sauerstoff. Allerdings wesentlich weniger, als er während der Fotosynthese produziert. Der Überschuss wird in die Luft abgegeben – für Mensch und Tier ein lebensnotwendiges Geschenk und die Grundbedingung dafür, dass organisches Leben auf der Erde überhaupt möglich ist.
Ein Beispiel: Eine 25 Meter hohe Buche mit einem Kronendurchmesser von 15 Metern produziert pro Stunde mehr als 1,7 Kilo Sauerstoff. Das reicht 20 Menschen zum Atmen – einen ganzen Tag lang.
Doch wie genau funktioniert die Fotosynthese?
Grüne Kraftwerke: So funktioniert die Fotosynthese
Hast Du ein Mikroskop zu Hause? Dann solltest Du die Blätter eines Baums einmal vergrößert anschauen. An der Unterseite befinden sich viele kleine Poren, die sogenannten Stomata (Münder). Über diese Spaltöffnungen nehmen die Bäume das CO2 auf. Auch die Verdunstung von Wasser erfolgt über die Stomata.
Ist das CO2 ins Innere des Blatts gelangt, wird es in die Chloroplasten transportiert. Das darin enthaltene Chlorophyll – der grüne Farbstoff – nimmt das Sonnenlicht auf und wandelt es in chemische Energie um. Diese Energie, das CO2 und Wasser, kommen nun in den Chloroplasten zusammen und werden zu Glucose, einem Zucker, umgewandelt. Aus dem Zucker wiederum wird Stärke, die in den Blättern gespeichert und als Energieproviant abgerufen werden kann. Der Sauerstoff, der bei diesem Prozess entsteht, wird über die Spaltöffnungen (also die Stomata) wieder nach außen abgegeben.
Die Fotosynthese hat gigantische Auswirkungen: Der deutsche Wald entlastet unsere Luft jährlich um 52 Millionen Tonnen Kohlendioxid.
Transport im Stamm: So werden die Nährstoffe im Baum verteilt
Doch nicht nur in den Blättern finden spannende Prozesse statt. Schauen wir mal etwas tiefer.
Um zu wachsen, braucht der Baum neben Zucker Mineralstoffe. Diese leitet er mithilfe von Wasser aus dem Boden durch den Stamm bis hinauf in die Krone. Ein enormer Kraftakt: Transportwege von bis zu 100 Metern sind dabei möglich – pro Baum. Über die Blätter verdunstet das Wasser. Eine ausgewachsene Buche gibt bis zu 500 Liter Wasser pro Tag an ihre Umgebung ab. Dadurch entsteht im Inneren des Baumes ein Sog, der immer neues Wasser in den Baum zieht.
Wir Menschen profitieren von diesem Wasserkreislauf. Die enorme Verdunstungsleistung der Bäume kühlt die Luft ab. Das erklärt, warum es in Wäldern meist deutlich kälter ist. Laut Forschern der niederländischen Universität Wageningen kann die Kühlleistung eines Baums 20 bis 30 Kilowatt betragen. Eine Klimaanlage bringt etwa 2 Kilowatt Leistung.
Der Förster Peter Wohlleben erklärt gar, dass die deutschen Urwälder, die hier vor Jahrhunderten standen, im Sommer ein Innenklima hatten, das bis zu 15 Grad kühler war als die Umgebung.
Verzweigte Logistik: wie Wurzeln Mineralien und Stickstoff aus der Erde holen
Und nun noch ein Blick unter die Erde: Über seine Wurzeln zieht der Baum Nährstoffe aus dem Boden. Wenn im Herbst die Blätter zu Boden fallen, werden diese von Pilzen und Bakterien zusammen mit anderen organischen Stoffen zersetzt. Es bildet sich eine sogenannte Humusschicht, die reich an Mineralstoffen ist. Fällt nun Regen auf den Humus, werden die Nährstoffe ausgewaschen und in den Boden gespült, von wo sie über Baumwurzeln wieder aufgenommen werden.
Wie alle Lebewesen benötigt der Baum auch Stickstoff – vornehmlich, um neue Blätter und Nadeln zu bilden. Diesen kann er nicht aus der Luft ziehen. Stickstoffbakterien wandeln das Gas im Boden um und legen einen Vorrat an, den der Baum dann mit seinem Wurzelwerk aufnimmt.